Телеметрическое устройство

 

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение при создании многоканальных систем с частотным разделением каналов. Цель изобретения - повышение точности устройства путем устранения динамической составляющей погрешности тракта частотного преобразователя. Устройство содержит на передающей стороне квадратор 1, многотактный таймер 2, ключ 3, канальные частотные модуляторы 4<SB POS="POST">0</SB> - 4<SB POS="POST">к</SB>, смеситель 5, на приемной стороне приемник 6, канальные ориентиры 7<SB POS="POST">0</SB> - 7<SB POS="POST">к</SB>, канальные детекторы 8<SB POS="POST">0</SB> - 8<SB POS="POST">к</SB>, канальные сумматоры 9<SB POS="POST">1</SB> - 9<SB POS="POST">к</SB>, ключ 10, блок 11 вычисления коэффициентов, первые умножители 12<SB POS="POST">1</SB> - 12<SB POS="POST">к</SB>, регистраторы 13<SB POS="POST">1</SB> - 13<SB POS="POST">к</SB>, блок 14 вычисления динамических коэффициентов, дифференцирующие элементы 15<SB POS="POST">1</SB> - 15<SB POS="POST">к</SB>, вторые умножители 16<SB POS="POST">1</SB> - 16<SB POS="POST">к</SB>. Данное устройство отличается повышенной точностью за счет устранения динамической составляющей погрешности тракта частотного преобразования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) (sl)s G 08 С 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° ° ъ %ч)g ф (61) 1399792

{21) 4725013/24 (22) 26.07.89 (46) 30.08.91. Бюл. ЬЬ 32 (72) С.Т.Каленик, Г.И.Козырев и В П.Обру-. ченков (53) 621.398 {088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

t4 1399792. кл. 6 08 С 15/02, 1988. (54) ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение при создании многоканальных систем с частотным разделением каналов. Цель изобретения — повышение точности устройства путем устранения динамической составляющей погрешности тракта частотного преобразователя. Устройство содержит на передаю(.!åÀ стороне квадратор 1, многотактный таймер 2, ключ 3, канальные частотные модуляторы 4о - 4к, смеситель 5, на приемной стороне приемник 6, канальные ориентиры

7о - 7к, канальные детекторы 8о — 8к, канальные сумматоры 9l - 9к, ключ 10, блок 11 вычисления коэффициентов, первые умножители 12 - 12к, регистраторы 131 - 13к, блок 14 выключения динамических коэффициентов, дифференцирующие элементы 15

- 15к, вторые умножители 161 - 16к. Данное устройство отличается повышенной точностью эа счет устранения динамической составляющей погрешности тракта частотного преобразования. 1 э.п.ф-лы, 2 ил.

1674200

Л Ь() — динамическая погрешность тракта; (g) — совокупность дестабилизирующих факторов, приводящих к указанным выше

5, погрешностям, которые, в общем случае, меняются во времени.

Далее, при записи коэффиЦиентов ао, a>,b будем предполагать зависимость их значений от дестабилизирующих факторов.

10 Как следует из выражения (1), для точной оценки входного сигнала U(t) необходимо постоянно уточнять коэффициенты ао, а 1 и Ь, В этом случае

15 U(t) = - 1/а (ЬУ (t) + Y(t) - ap ). (2) Из выражения (1) видно, что коэффициенты ао и в определяют характеристику преобразовательного тракта в статическом устано20 вившемся режиме, тоесть приу (t)=О и(или)

Ь = О. а коррекция ао и а1 осуществляется аналогично прототипу.

Рассмотрим нахождение текущего значения коэффициента b, корректирующего

25 динамические свойства тракта частотного преобразования. В положении "а" ключей 3 и 10 на вход частотного модулятора 40 поступает сигнал U q(t) с выхода квадратора 1.

От входа квадратора 1 до выхода канально30 го детектора 8, тракт частотного преобразования будет описываться уравнением

ЬУ. (t) + YO(t) = В(о1щ, 35 где  — нелинейный оператор (в данном случае квадратичный);

Y0(t) — сигнал на выходе канального детектора 8о.

Для нахождения коэффициента Ь, ха40 рактериэующего динамическую составляющую погрешности, необходимо найти совместное решение двух уравнений;

b Y> (t) + У4(1) = О Ф)

ЬУо "(1)+ УФ) = afu (t)}, 45

b(Q Y (1)+ Y(t) =: а1(()Ц ) 4. 80(Q (1) где Y>(t) — сигнал на выходе канального детектора 81.

50 Совместное решение этих двух уравнений при нелинейном операторе В позволяет получить следующее основное общее уравнение идентификации

55 В(ЬУ 1()+ Y4(t)3= ЬУ о(1)+ Уф), (3) Изобретение относится» радиотехнике и может найти применение при создании многоканальных систем с частотным разделением каналов и является усовершенствованием известного устройства по авт. св.

f+ 1399792.

Цель изобретения — повышение точности устройства путем устранения динамической составляющей погрешности тракта частотного преобразования.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — функциональная схема блока вычислений динамических коэффициентов.

Устройство содержит на передающей стороне квадратор 1, многотактный таймер

2, ключ 3, канальные частотные модуляторы

4о - 4», смеситель 5, на приемной стороне приемник 6, канальные фильтры(ориентиры)

7о - 7», канальные детекторы Во- 8», канальные сумматоры 9t - 9», ключ tG, блок вь.числений коэффициентов, первые умножители

12> - 12», регистраторы 131- 13», блок вычисления динамических коэффициентов, дифференцирующие элементы 15> - 15„, вторые умножители 161 - 16».

Блок 14 вычисления динамических коэффициентов содержит генератор 17 синусоидальных колебаний, квадратор 18, дифференцирующие элементы 19 и 20, умножители 21-24, интеграторы 25-28„вычитатели 29 и ЗО, делитель 31.

Устройство работает следующим образом.

На входы канальных частотных модуляторов 40 - 4» поступают сигналы U g(t) - Ug(t), соответственно. В общем виде характеристику тракта частотного преобразования от входов канальных частотных модуляторов 4о - 4» до выходов канальных детекторов 8o -. 8» с учетом динамической составляющей суммарной погрешности: с достаточной степенью точности можно описать линейным дифференциальным уравнением первого порядка вида или fb + Л Ь(Q) Y (t) =: (a>q +

+ ha)(()jU(t)+ а,,„Ж .g), где аон, а1», b> — коэффициенты, характеризующие номинальную хзрактерис*гику тракта частотного преобразования;

Ьа,(Q — аддитивная погрешность тракта (дрейф нуля);

Ьа (Q — мультипликативная погрешность тракта частотного г1реобразования (дрейф чувствительности); при этом исключается неизвестный входной сигнал О1(т).

1674200

Для нахождения оценки коэффициента

° Ь дифференциального уравнения воспользуемся методом модулирующих функций, применение которого позволяет исключить из рассмотрения краевые условия на интер- 5 вале наблюдения и производные всех порядков от наблюдаемых сигналов.

В общем виде преобразованное уравнение (3) будет иметь вид: 10

15 где n — порядок дифференциального урав- 20 нения; а1 -1 n) — неизвестные коэффициенты; р() ),о) -нинеднонееееиеимме(моделирующие) функции;

Ф) (8 f ó )) — преобразованные моду- 25 лирующие функции; т (р,q) f P(t)q(t)dt — скалярное произвео дение функций;

Для дифференцйального уравнения первого порядка (n - 1) модели тракта преобразования частоты преобразованное уравнение будет иметь вид:

b((Yo у}-(» Ф)) =

=(Ye,у) — (Yt, Ф) или bA В, 40 т о т о где A- j Ya(t)g(t)dt- f Ya(t)@(t)dt ..; (4) о о

В - f Ygt)(t)dt f Y>(t) k(t)dt, (5) где Ф- В(ф-qP, р*slncot

Тогда, вычислив значения параметров А 50 и В, можно определить значение коэффициента Ь

Ь В/А

55 и, в итоге, с помощью (2) произвести точную оценку величин входных сигналов Ui(t) с учетом вддитивной, мультипликативной и динамической погрещностей тракта частотного преобразования, В положении "аи ключей 3 и 10 коррекция динамической погрешности тракта осуществляется с помощью вычисления параметров А и В в блоке 14 вычисления динамических коэффициентов, который работает следующим образом. Синусоидальное колебание (модулирующая функция ф), вырабатываемое генератором синусоидального колебания 17, поступает на входы квадратора 18, дифференцирующего элемента

19 и умножителя 21. С выхода квадратора 18 сигнал, представляющий собой преобразованную модулирующую функцию Ф, поступает одновременно на входы дифференцирующего элемента 20 и умножителя 22. Сигналы т/) с выхода дифференцирующего элемента 19 и Ф с выхода дифференцирующего элемента 20 поступают соответственно на входы умножителей

24 и 23. Изменяющиеся во времени сигналы

Yo(t) и Yt(t) с соответствующих частотных детекторов 8о и 81 поступают одновременно на вторые входы умножителей 21 - 24. Сигналы Уф) у с выхода умножителя 24 и Y>(t)» дФ с выхода умножителя 23 поступают на входы интеграторов 28 и 27. Сигналы, представляющие собой скалярные произведения (Y, p) и (Y>, Ф), с выходов интеграторов

27 и 28 поступают на входы вычитателя 30.

Результирующий сигнал на выходе вычислителя 30 представляет собой значение параметра и т т

А = / Y(t)p(t)ctt- Yq(t) f Ф (t)dt.

Сигналы Yt(t) у с выхода умножителя 22 и

Yo(t) Фс выхода умножителя 21 поступают на входы интеграторов 26 и 25..Сигналы, представляющие собой скалярные произведения (Y1,p ) и (Yo,Ô) с выходов интеграторов 25 и 26 поступают на входы вычитателя

29. Результирующий сигнал на выходе вычитателя 29 представляет собой значение параметра . т т

В = /Yo(t) р (t)dt- j Y>(t)C (t)«. о о

Текущие значения параметров А и В поступают на входы делителя 31, на выходе которого формируется сигнал, представляющий собой искомое значение коэффициента Ь =

В/А.

Таким образом, блок 14 вычисления динамических коэффициентов осуществляет непрерывное определение значения коэффициента Ь, зависящего от изменения

1674200

10

30 динамических свойств тракта преобразования частоты.

Рассчитанное в блоке 14 вычисления динамических коэффициентов согласно выражениям (4),(5), (6) значение коэффициента

b поступает на первые входы канальных умножителей 161 - 16», на вторые входы которых поступают значения первых проиэводнмх сигналов каждого канала.с выходов дифференцирующих элементов 15>15». С выходов умножителей 16 - 16» сигналы, представляющие собой произведения Ь

Y ф), поступают на третьи входы соответствуюшрех сумматоров Qi - 9», на первые входы которых поступают через ключ 10 значения текущих коэффициентов ао. а на вторые входы значения сигналов Уф) с выходов соот" ветствующих детекторов 81- 8к. С выходов сумматоров 91 - 9к сигналы, равные Уф}+

bY (t)- ао. поступают на вторые входы умно1 жителей 12> 12» на первые входы которых поступает величина - 1/at с вмхода блока 11 вычисления «оэффициен гов. С выходов умножителей 12y - 12» сигналы, равные Оф)-1/а1(ЬУ (t) + Уф) -ао), I - 1,И, т,е. с учетам коррекции щейфа нуля, дрейфа чувствительности и динамической составляющей погрешности, поступают на входы регистраторов 131- 13».

Формула изобретения

8 рому информационным входам блока вычислений динамических коэффициентов, соответственно, выход которого подключен к первым входам вторых умножителей каждаго канала приема сигналов, кроме первого, в каждом из которых выход детектора через дифференцирующий элемент Ф)дключен к второму входу второго умножителя, выходкоторого подключен к третьему входу сумматора, 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок вычислений динамических коэффициентов содержит генератор синусоидальных колебаний, квадратор, дифференцирующие элементы, умножители, интеграторы, вычитатели и делитель, выход генератора синусоидальных колебаний подключен к первому входу первого умножителя и к входам первого дифференцирующвго элемента и квадраторэ. выход которого подключен к первому входу второго умножителя и к входу второго дифференцирующего элемента, выход которого и выход первого лифференцирующего элемента подключеNbl к первым входам третьего и четвертого умножителей соответственно, вторые входы

nepaoro и четвертого умножителей обьединены и являются первым информационным входом блока. вторые входы второго и треть40

1. Телеметрическое устройство по авт. св. N 1399792, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем устранения динамической составляющей погрешности тракта частотного преобразования, в него введены на приемной стороне блок вычислений динамических коэффициентов и в каждый канал приеме сигналов, кроме nepsoro, дифференцирующий элемент и второй умножитель, выходы детекторов первого и второго каналов приема сигналов подключены к первому и sToвго умножителей обьединены и являются вторым информационным входом блока. выходы первого и второго умножителей через одноименнме интеграторы подключены к первому и второму входам первого вычитатвля соответственно, выходы третьего и четвертого умножителей через одноименные интеграторы подключены к первому и второму входам второго вычитателя соответственно, выходы первого и второго вычитатвлей подключены к первому и второму входам делителя соответственно, выход которого является выходом блока.

1674200

6лск 3ь!числения дцнакических ксдффицаент

Составитель В.Кравцова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О;Кравцов

Редактор Н,Химчук

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2926 Тираж 307 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5